工業機械手設計中為何要采用行星減速機

2018-5-30 來源：廣東宏博電子

2008年前中國加工制造業曾經一度輝煌，上萬人的大廠比比皆是，這樣的景象到在2018已不復存在了。一個非常重要的原因是，國內加工企業主要是為國外品牌代工，本身沒有自主品牌，沒有自己的產品，當客戶的訂單發往其它東南亞地區時，中國工廠就出現沒在訂單可做的情況，若大的工廠就會直接出現危機，加上中國制造業的成本越來越高。要想走出困境，工業自動化將是中國制造企業的未來，從政府到企業都已達成同識，中國制造2025，一定是工業自動化，讓機械代替人工生產，中國要走高端制造業之路。

在工業自動化中，有一種設備我們不能不提及，那就是工業機械手，它將成中代替人工雙手的重要工具，將應用到各行各業的生產經營中，它的優勢是不容質疑的。目前，國內大量的企業在工業機械手方面得到了飛速的發展，但也有一定的問題，主要是就是產品的精確度與活動范圍有提高的空間，這方面的需要一定非常重要的配件，就是工業機械手減速機。

在工業機械手系統中，為什么不能直接控制伺服電機轉子轉速控制關節運動，為何還需要行星減速機呢？
要回答這個問題，首先要明確工業機器人關節的工況：

1. 工業機械手的關節需要撐住后端機構由于重力產生的扭矩。

2. 工業機械手關節轉速不高。機械手關節角速度很低，可電機在極低的速度下轉動是不平穩的，控制不易，需要一個機械讓電機在較合理的轉速下運動，保證運動的平順。

那么使用減速機的原因有兩點，第一點是提扭矩，第二點就是提控制分辨率和閉環精度。

 

機械手使用行星減速機的好處有：

1.以更低價格的機械實現更高的分辨率，一個普通5k線的光電碼盤就能實現1.44mdeg的角度分辨率（當然，如果資金太多上正余弦編碼器使勁細分也可以實現的）；或者是一個5相1000步的步進電機可以做到7.2mdeg的分辨率（此處說的就是東方電機的33步進+50:1的諧波）。分辨率高的好處是轉速控制可以更精確，由于量化造成的階躍產生的高頻分量變得很小，控制更加平滑。

2. 提高閉環精度，更好的控制控制環路。由于有個50:1的大減速比，機械手減速機出軸受到擾動傳遞到電機端就比直驅縮減了37dB，使得閉環精度在減速機出軸顯得更高。同時轉子等效的轉動慣量提高到了2500倍，使得控制環路的滯后環節受轉子慣量占主導，而轉子由于直接受電磁力的驅動從而沒有由于剛度造成的扭矩滯后，比直驅要好控。

為何美國政府這幾年在著力讓制造業回歸？制造業強剛國強，這個道理誰都懂得。中國制造業也要往高端制造業發展，以往用人品紅利獲得的優勢不可能再有，我們必須讓自動化生產做好，做強，讓制造業的優勢成為世界選擇我們的理由。

作為長期為機械手制造企業提供全套行星減速機的企業，我們非常相信中國機械手行業的研發能力，可以為中國制造業提供強大的技術設備支持！

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